По общему мнению экспертов и школьников, экзамен по физике – один из самых сложных для одиннадцатиклассников. Он требует глубокого понимания материала, умения применять полученные знания на практике и мыслить логически. И, конечно же, формулы по физике для ЕГЭ очень важны, поскольку без них не удастся разобраться с заданиями КИМ, особенно с наиболее сложными из них.
Содержание
Распределение заданий по разделам курса физики
Разработчики контрольно-измерительных материалов ориентируются на школьную программу и включают в них задания из всех пройденных разделов физики. Количество упражнений чаще всего зависит от объема материала, количества изученных тем и времени, затраченного на их освоение. Таблица ниже демонстрирует, как представлены разные разделы дисциплины в КИМ.
| Раздел физики | Число заданий | ||
|---|---|---|---|
| Вся работа | Первая часть | Вторая часть | |
| Механика | 9–11 | 7–9 | 2 |
| Молекулярная физика | 7–8 | 5–6 | 2 |
| Электродинамика | 9–11 | 6–8 | 3 |
| Квантовая физика и элементы астрофизики | 5–6 | 4–5 | 1 |
| Всего | 32 | 24 | 8 |
Если говорить о том, что требуется от учащихся для выполнения тех или иных заданий, то здесь ситуация выглядит так:
- на проверку знания и понимания основных физических законов, величин, постулатов, понятий и принципов направлено 11 упражнений из первой части;
- еще 11 заданий из первой части предполагают умение участников ЕГЭ описывать и объяснять свойства тел, физические явления и результаты экспериментов, а также приводить конкретные примеры использования знаний по физике на практике;
- 2 упражнения первой части посвящены способности отличать научную гипотезу от теории, а также умению делать правильные выводы из проведенного эксперимента;
- все 8 заданий второй части КИМ направлены на умение решать физические задачи;
- в некоторых вариантах также может быть задание на способность применить полученные умения и знания в жизни.
В экзаменационную работу включают вопросы с разным уровнем сложности. 21 задание базового уровня трудности – на проверку владения основными понятиями и законами. 7 усложненных упражнений, помимо основных теоретических понятий, требуют умения решать задачи с использованием 1-2 основных понятий по физике из конкретной темы. Для выполнения 4 наиболее трудных заданий участнику необходимо знать все формулы по физике для ЕГЭ, поскольку эти задачи находятся на стыке двух, а то и трех разделов дисциплины.
Механика
На изучение раздела «Механика» в школьной программе выделяется больше всего времени. Здесь изучают движение материальных тел, а также взаимодействие между ними. Главной задачей механики считается возможность в любой момент времени определить положение тела в пространстве.
Школьники знакомятся с некоторыми основными направлениями механики, такими как статика, динамика, кинематика, законы сохранения, механические волны и колебания. Этот раздел учащиеся в большинстве своем хорошо понимают и не испытывают серьезных трудностей на экзамене.
Основные элементы содержания проверяют на экзамене путем выполнения ряда заданий. Кратко остановимся на том, каким темам посвящены те или иные упражнения КИМ.
| Подраздел * | Элементы содержания |
|---|---|
| Кинематика | Движение (прямолинейное равномерное и равноускоренное, движение по окружности). |
| Динамика | Законы Ньютона и Гука, закон всемирного тяготения, сила трения, давление. |
| Статика | Сила Архимеда, закон Паскаля, момент силы, давление в жидкости. |
| Законы сохранения | Потенциальная и кинетическая энергия, законы сохранения импульса и механической энергии, мощность силы и работа. |
| Механические волны и колебания | Колебания, их амплитуда и фаза, период и частота, резонанс. Маятник, звук, механические волны. |
* Теория и формулы по каждому из подразделов открываются по ссылкам.
Вопросам механики посвящены задания №1–7 первой части. 6 из них базового уровня сложности, а 1 – повышенного. Два упражнения (№22 и №23) находятся на стыке механики и квантовой физики. Еще 2 задачи включены во вторую часть.
Молекулярная физика
Молекулярная физика изучает свойства тел с точки зрения их молекулярного строения и взаимодействия частиц (ионов, молекул, атомов). Она рассматривает строение вещества, а также его изменение под воздействием внешних факторов: электромагнитного поля, давления, температуры. Проверяемые на экзамене элементы содержания перечислены в таблице ниже.
| Подраздел * | Элементы содержания |
|---|---|
| Молекулярная физика |
Строение твердых тел, жидкостей и газов, движение частиц, диффузия. Связь кинетической энергии с давлением и температурой газа. Уравнение Менделеева – Клайпертона. Закон Дальтона. Изопроцессы. Влажность воздуха. Агрегатные состояния вещества, их изменение. |
| Термодинамика |
Температура и тепловое равновесие. Удельная теплота и теплоемкость. Законы термодинамики (первый и второй). Принцип действия и КПД тепловых машин. Тепловой баланс. |
* Теория и формулы по каждому из подразделов открываются по ссылкам.
В КИМ вопросам молекулярной физики посвящены задания №8–12 первой части и задачи №25 и №30 второй части. Теория для ЕГЭ по физике по этим заданиям подробно расписана в школьных учебниках, а навык работы с практическими задачами необходимо развивать путем их активного решения из печатных пособий и интернет-ресурсов.
Электродинамика, оптика и СТО
Еще один раздел физики, по объему сопоставимый с механикой, – электродинамика. Он достаточно сложен и дается учащимся нелегко. Электродинамика изучает взаимодействие тел с электромагнитными полями, излучение и свойства тока. На экзамене одиннадцатиклассникам необходимо будет подтвердить свои знания по таким темам.
| Подраздел | Элементы содержания |
|---|---|
| Электрическое поле |
Электрозаряд и электрополе. Закон Кулона. Потенциальность и напряжение. Проводники, диэлектрики, конденсаторы. |
| Постоянный ток |
Сила тока. Законы Ома для полной цепи и участка цепи. Сопротивление. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца. Полупроводники. |
| Магнитное поле |
Магнитная индукция. Суперпозиция магнитных полей. Силы Ампера и Лоренца. Опыт Эрстеда. |
| Электромагнитная индукция |
Закон Фарадея. Правило Ленца. Индуктивность. Энергия магнитного поля. |
| Электромагнитные волны и колебания |
Колебательный контур и сохранение в нем энергии. Формула Томсона. Переменный ток. Производство электроэнергии, ее производство и потребление. Свойства и использование в быту электромагнитных волн. |
| Оптика |
Распространение, преломление и отражение света. Линзы рассеивающие и собирающие. Интерференция, дифракция и дисперсия света. Устройство фотоаппарата. Глаз. |
К этому разделу примыкают и темы, посвященные основам теории относительности. Это скорость света в вакууме, открытия Эйнштейна, энергия и импульс частицы. В КИМ владение материалом по электродинамике и СТО проверяется при помощи упражнений №13–18 первой части, а также №26, 31 и 32 второй части.
Для глубокой проработки курса электродинамики целесообразней использовать специальные пособия. В сжатом виде основные формулы из этого раздела представлены в кодификаторе (см. рисунки ниже).
Квантовая физика и элементы астрофизики
Наиболее трудна для понимания старшеклассниками квантовая физика, изучающая квантовую теорию поля, квантовую механику и математическое описание процессов. Разрабатываться это направление начало только в XX веке, благодаря работам Эйнштейна, Планка, Шредингера, Гейзенберга и других ученых. В школьной программе оно занимает не так много места, как другие разделы, поэтому количество заданий по квантовой физике несколько меньше.
Остановимся на некоторых элементах содержания, которые необходимо знать, чтобы успешно пройти испытание.
| Подраздел | Элементы содержания |
|---|---|
| Корпускулярно-волновой дуализм |
Гипотеза и формула Планка. Фотон, его энергия и импульс. Фотоэффект, уравнение Эйнштейна. Волны де Бройля. Дифракция электронов. Давление света. |
| Физика атома |
Модель атома. Работы Бора. Фотоны, их поглощение и излучение. Линейчатые спектры. Лазер. |
| Физика атомного ядра |
Массовое число и заряд ядра. Изотопы. Ядерные силы. Радиоактивность и радиоактивный распад. Гамма-излучение. Ядерные реакции. |
| Элементы астрофизики |
Строение Солнечной системы. Характеристики звезд и наука об их происхождении. Галактики. Вселенная, ее масштабы и эволюция. |
В экзаменационной работе квантовой физике и астрофизике посвящены задания №19–21 и №24 первой части. Задачи №26, 27 и 32 основаны на знании школьниками нескольких разделов: кроме квантовой физики, еще механики и электродинамики. Основные формулы, имеющие отношение к этой теме, вынесены в отдельную таблицу кодификатора.
Изучения одной теории по физике для подготовки к ЕГЭ недостаточно, нужно еще применять эти знания на практике, поэтому важную роль играет умение решать задачи. Участники должны быть способны анализировать графики и таблицы, интерпретировать результаты экспериментов, выявлять соответствия, разбираться в изменении физических величин в процессах.
Перед выпускниками школ с хорошим знанием физики и высоким баллом ЕГЭ открываются неплохие перспективы дальнейшего образования. А талантливый студент или аспирант вполне может трудоустроиться в крупную компанию и в полной мере реализовать свой потенциал.